【正文】 CTRA 薄煤層電牽引采煤機(jī)。 (4) 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展 70 年代中期僅有美國的 LS 系列采煤機(jī)、西德 EDW215022L22W 型采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng) , 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)彼此獨(dú)立 , 部件之間無機(jī)械傳動(dòng) , 取消了錐齒輪傳動(dòng)副和復(fù)雜通軸 , 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 , 裝拆方便。 (8) 高可靠性 據(jù) 了解美國使用的 EL ECTRA 1000 型采煤機(jī)的時(shí)間利用率可達(dá) 95 %～98 % ,采煤量 350 萬 t 以上 ,最高達(dá) 1000 萬 t 。 (2) 總裝機(jī)功率、牽引功率大幅度提高 , 供電電壓 (對單個(gè)電機(jī) 400kW 及以上 ) 由 1140V 升至 3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機(jī)性能。 2 總體方案的確定 概述 MG300/700WD型機(jī)載交流電牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 700KW，截割功率 2 300KW,牽引功率 82KW。所以，這里把左右搖臂設(shè)計(jì)成對稱結(jié)構(gòu)。滾筒轉(zhuǎn)速對滾筒截割和裝載過程影響都很大；但對粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。 本次設(shè)計(jì)采用 NWG 型行星減速裝置 ，其原理如圖 2 所示： 該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽輪 a、內(nèi)齒圈 b、行星輪 g、行星架 x 等組成。 ?bagi 247。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 計(jì)算過程及說明 計(jì)算結(jié)果 1)選擇齒輪材料 查文獻(xiàn) 1表 817 齒輪選用 20CrMnTi 滲碳淬火 2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級，按 3 111 /)0 2 ~0 1 ( npnv t ?估取圓周速度smvt /12?，參考文獻(xiàn) 1 表 8－ 14，表 8－ 15選取 小輪分度圓直徑 1d ，由式（ 8－ 64）得 3 211 )][(12HHEdZZZuukTd ?? ?????? 齒寬系數(shù) d? 查文獻(xiàn) 1表 8－ 23按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 d? ＝ 0． 6 小輪齒數(shù) 1Z 惰輪齒數(shù) 2Z 2Z ＝ 19= 取 37 齒數(shù)比 u 193721 ?? ZZ= 傳動(dòng)比誤差 ????uu％ 誤差在 %3? 范圍內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩mmNT ?? 95820xx 載荷系數(shù) K 由式 得 ?? KKKKK VA ???? 使用系數(shù) AK 動(dòng)載荷系數(shù) VK 查圖 得初值 VtK 齒向載荷分布系數(shù) ?K 齒間載荷分配系數(shù) ?K 由式 8－ 55及 0?? 得 ??? ?? c o s)]/1/1([ 21 ZZ ???? ＝ [－ (1/19+1/34)]= HRC 56~62 smvt /12? 公差組 6級 d? ＝ 0． 6 1Z =19 2Z ＝ 37 u ＝ 合適 AK ＝ 1． 75 VtK ＝ 1． 11 ?K ＝ ?K ＝ 1 ?t 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 查表 8－ 21 并插值 ?K ＝ 1 則載荷系數(shù) K 的初值 ?t . ???? 彈性系數(shù) EZ 查表 EZ ＝ 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) HZ 查圖 8－ 64 0,021 ??? xx? 重合度系數(shù) ?Z ??? ?? ?Z 許用接觸應(yīng)力 由式 ? ?698? 得 ? ?H? ＝ HHHLim SZZ /?? ?? 接觸疲勞極限應(yīng)力 21lim /1450 mmNH ?? 22lim /1450 mmN? 查圖 8－ 69 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 ? ?708? 得 ? ?1011 ????????? hjLnN 91012 ????? uNN 則 查圖 得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù) ?NZ ?NZ 硬化系數(shù) ?Z 查圖 8－ 71 及說明 接觸強(qiáng)度安全 系數(shù) HS 查表 8－ 27，按可靠度查~?HLimS 取 ?HS ? ? ? ? 221 / 0 ????? ?? 故 1d 的設(shè)計(jì)初值 td1 為 321 ?????? ??????td= EZ ＝ 2/mmN HZ ＝ ?Z ＝ 21 /1450 mmNH Lim ?? 22 /1450 mmNH Lim ?? 101 107. ?? 92 ? ?NZ 9. ?Z ＝ 1 ?HS 8?m td1 ＝ 152mm sv/? ?VK 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 齒輪模數(shù) ??? Zdm t 取 m=8 查表 8－ 3 小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 td1 ＝mmmZ 1521 ?? 圓周速度 v smndv t / 11 ?????? 與估取sm/12?很相近，對 VK 取值影響不大，不必 修正 VK VtV KK ? ＝ ， ?? tKK 小輪分度圓直徑 tdd 11? 惰輪分度圓直徑 mmmZd 29683722 ????? 中心距 a ? ? ? ? 2242 371982 21 ????? ZZma 齒寬 b ???? db d? 取 96?b 惰輪齒寬 962 ??b 小輪齒寬 10599621 ???? bb 取 9 ??3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算 由式 ? ?668? ? ?FSFF YYYmbdKT ?? ??? ????? 1 12 齒形系數(shù) ?FY 查圖 小輪 1?FY 大輪 2?FY 應(yīng)力修正系數(shù) ?SY 查圖 8－ 68 小輪 1?SY 大輪 2?SY 重合度系數(shù) ?Y ,由式 8－ 67 1 ????? ?? ?Y 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? 由式 ? ? FxNF LimF SYY /??? ?? 彎曲疲勞極限 FLim? 查圖 ?tK td1 ＝ 152mm mm2962 ? 224?a 962b 1052? 1?FY ＝ 2?FY ＝ 1?SY = 2?SY = ??Y 21 /850 mmNFLim ??22 /850 mmNFLim ?? ?NY ?NY xY ＝ FS ＝ 2 ? ?21 / mmNF ?? 22 / mmN 21 / ?? 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 齒輪 1 和惰輪 2 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 齒輪 4 和齒輪 5設(shè)計(jì)及強(qiáng) 度效核： 彎曲壽命系數(shù) NY 查圖 尺寸系數(shù) xY 查圖 安全系數(shù) FS 查表 則 ? ? ? ?211121 /???????? ??? ? ?121 / FF mmN ?? ??????? ??? ? ?222 / FF mmN ??????? ??? 4. 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 d 19811 ??? mZd 37822 ??? mZ 齒頂高 ah mmmhh aa 881* ???? 齒根高 fh ? ? ? ? ** ????? mch af 齒頂圓直徑 ad 82152211 ???? aa hdd 82296222 ????? aa hd 齒根圓直徑 fd 1015211 ?? ffd 102296222 ????? ff hd 基圓直徑 bd ???? 20cos152cos11 ?dd b ???? 20cos296cos22 ?db 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s mms ?? 中心距 a mma 224? 取整 22 / mmNF ?? mmd 1521 ? mm2962 mmha 8? mmf 10? mmda 1681 ? mma 3122 df 1321 ? mmf2762? mmdb ? mmb ? mms ? mma 224 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 1)選擇齒輪材料 查文獻(xiàn) 1《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 表 817 齒輪 4 選用 20CrMnTi 滲碳淬火 齒輪 5選用 45 鋼調(diào)質(zhì) 2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級，按 3 333 /)~( npnv t ? 估取圓周速度 smvt /9? ，參考文獻(xiàn) 1表 ， 精度等級 7級。軸承型號 21320*，尺寸 472 1 51 0 0 ????? BDd 取軸段直徑 mmd 1001 ? 取齒輪距箱體內(nèi)壁距離 ,10mm?? 軸承距箱體內(nèi)壁 ,5mms? 則： mmsBL 62105471 ???????? Ⅱ段做成齒輪軸， 取軸段直徑 ,106mm 軸段長度 mml 154101442 ??? Ⅲ段用于裝軸承，選用調(diào)心滾子軸承 21320*，尺寸 472 1 51 0 0 ????? BDd ，取軸 段 直 徑 ,1003 mmd ? 該 段 采 用 漸 開 線 花 鍵 來 安 裝 齒 輪 ， 該 軸 段 長mml 1 7 74751 2 53 ???? 2）軸上零件的周向定位 齒輪 5采用漸開線花鍵聯(lián)結(jié)，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯(lián)接和動(dòng)聯(lián)接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能 力高，它的鍵布置對稱，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應(yīng)力集中較小，對軸和輪轂的消弱小。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 2）軸上零件的周向定位 齒輪 3 采用花鍵聯(lián)結(jié)，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯(lián)接和動(dòng)聯(lián)接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能力高，它的鍵布置對稱，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應(yīng)力集中較小，對軸和輪轂的消弱小。 3 傳動(dòng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖 3 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各級傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算： 從電動(dòng)機(jī)出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級減速是合適的，該型號行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為 ～ ,傳動(dòng)比一般為 ～ 。 3．使各級傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。據(jù)此選擇由撫順 廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī) YBC3─ 300,其主要參數(shù)如下： 額定功率： 300KW； 額定電壓： 1140V 額定電流： 206A。 2．主機(jī)身分為三段，即左牽引部、中間控制箱、右牽引部，采用高度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)簡單可靠、拆裝方便。在通用性、互換性和集成型方面邁進(jìn)了一 大步 , 功能逐步齊全 , 無線電隨機(jī)控制研制成功 , 數(shù)字化、微機(jī)的電控裝置已進(jìn)入試用階段。與此同時(shí) , 在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 AM2500 液壓牽引采煤機(jī)上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造MG375/8302WD 型電牽引采煤機(jī)。 (6) 普遍提高供電電壓 由于裝機(jī)功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都提高供電電壓 , 主要有 2300V , 3300V , 4160V 和5000V。自日 本 80